[发明专利]一种由碳点修饰的无定型碳材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种由碳点修饰的无定型碳材料，其特征在于，所述无定型碳材料包括无定形碳和碳点，其中碳点占无定形碳重量的百分比为0.1～10％，所述碳点的直径为3～50nm，所述碳点分布于无定形碳表面和/或内部。

2.权利要求1所述由碳点修饰的无定型碳材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如步骤：

(1)将经过活化处理的碳点碳源与经过酸处理的无定形碳碳源进行溶剂热处理、焙烧处理或微波辐射处理，使碳点原位生长于无定形碳前驱体或者无定形碳的表面和/或内部，得到碳点修饰的无定形碳前驱体；

(2)将所述碳点修饰的无定形碳前驱体置于保护气氛中，升温至碳点碳源完全碳化，自然降温后取出，得到由碳点修饰的无定形碳材料。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述活化处理为将碳点碳源进行热解处理、电解处理或酸氧化处理；

所述热解处理为将碳点碳源加热至热解温度并持续搅拌5～180min；

所述电解处理为将碳点碳源作为电极浸泡于水电解质中，通过施加氧化还原电位产生缺陷，或者所述电解处理为将碳点碳源溶于溶剂中，插入两个金属电极，在2～50V电压下通电1～30h，并离心收集；

所述酸氧化处理为将碳点碳源溶于酸溶液后水浴超声12～200h后离心。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述无定形碳碳源在酸处理前进行以下方式处理：将无定形碳碳源在温度为500～1600℃的惰性气氛下热解，随后粉碎至粒径为0.5～500um得到经过酸处理的无定形碳碳源；

所述酸处理为将无定形碳碳源加入酸溶液中加热后进行水热处理，降温后洗涤干燥即可；所述酸溶液为硝酸、盐酸或硫酸中的任意一种或几种。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述无定形碳碳源为沥青、煤焦油、葡萄糖、一水合葡萄糖、蔗糖、淀粉、木质素、纤维素、木炭、酚醛树脂、聚丙烯酸钠、聚四氟乙烯或尿素中的任意一种或几种；

所述碳点碳源为动物毛发、植物纤维、碳纤维、石墨烯、石墨、无烟煤、焦炭、碳纳米管、尿素、柠檬酸、葡萄糖、一水合葡萄糖、蔗糖、淀粉、木质素、蛋白质、维生素中的任意一种或几种；

所述无定形碳碳源和碳点碳源的质量比为1:0.1～1:10。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂热处理具体为：将经过酸处理的无定形碳碳源分散于溶剂中，加入碳点碳源溶解后置于反应釜中密封，在100～250℃下保温1～15h，冷却后洗涤干燥即可；

所述溶剂为水、甲酰胺、异丙醇、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮或丙酮中的任意一种或几种。

7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述焙烧处理为将碳点碳源加热至熔融，在搅拌下加入无定形碳碳源，搅拌至混合均匀。

8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述微波辐射处理具体为：将无定形碳或无定形碳碳源分散在溶剂中，加入碳点碳源溶解后置于微波反应器中进行反应，所述微波反应器中功率为200～1000W、温度为60～200℃、反应时间为20～120min。

9.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述保护气氛为氩气、氮气、氨气或氢氩混合气体中的任意一种或几种形成的气氛，所述氢氩混合气体中氢气和氩气的体积比为5:95～10:90；

所述碳化具体为：以0.5～10℃/min的速率升温至100～1600℃后保温热解1～10h。

10.权利要求1所述由碳点修饰的无定型碳材料在制备钠离子电池负极材料方面的应用。